加纤维沥青混凝土性能和应用.doc

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1、加纤维沥青混凝土性能及应用2011-08-12　　中国公路网　　【声明】：转载《中国公路》《中国交通信息化》《中国高速公路》《中国公路文化》《中国交通建设监理》《交通决策参考》稿件须经书面授权。索取授权书QQ:471885979　　作者：张金奎廊坊市交通局　　摘要：本文根据2003年廊坊市102国道大修工程，对掺加德兰尼特纤维沥青混凝土与普通沥青混凝土的大量对比试验，阐述了加纤维沥青混凝土的优良力学性能。　　关键词：试验；沥青混凝土；纤维；德兰尼特　　1前言　　伴随着我国经济建设的高速的发展，道路车流量越来越大，尤其在一些国省干线上超载车辆更是严

2、重，由此对路面的使用性能也提出了更高的要求，传统的沥青混合料技术已往往不能满足工程建设的需要。近几年来，越来越多的新材料不断投入到沥青路面技术领域。纤维作为一种沥青混合料添加材料，已开始应用于沥青路面工程中。　　德兰尼特道路专用纤维（后简称“德兰纤维”）化学名称为聚丙稀氰纶纤维，其由英国Acordis公司在德国Kelheim的工厂生产，属人工合成有机纤维。与其它种类纤维相比，其具有化学性质稳定、耐高温、不溶解、无毒等优点，在沥青路面中不仅能起到很好的吸油作用，更能够对路面起到明显加筋作用，提高路面柔韧性，减少高温车辙低温开裂等情况的发生，从而延长

3、路面使用寿命。目前，一些欧洲国家已将其列为沥青路面指定添加剂。2003年在我市102国道大修工程中，进行了德兰尼特纤维沥青混凝土试验段的铺设，取得良好效果，并对此类沥青混凝土进行了大量的试验数据采集工作，对其路用性能进行了一定的分析总结，供同行借鉴。　　2德兰尼特纤维作用及技术性能　　德兰纤维可用于沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）、密级配沥青混凝土（AC）、及沥青碎石（AM）等结构中。其在沥青混合料中的主要作用如下：（1）加筋作用，其三维分布状态，犹如传统建筑抹灰过程中，在灰浆中加入麻刀等草筋一样，可以有效防止温度变化的开裂与反射裂缝的发生；（2）

4、分散作用，如果没有纤维，沥青矿料可能成为胶团，纤维可使胶团分散，改善沥青胶体结构；（3）稳定作用，纤维可使沥青混合料中处于比较稳定状态，减少自由沥青流动，从而提高混合料高温稳定性。　　对于掺加到沥青混合料中的纤维，必须具有耐高温（200℃以上）不融化不变质，抗拉强度高，单位重量纤维数多，以及不膨胀、不溶解化学性质稳定等特点。德兰纤维主要技术指标见表1。　　3室内试验数据分析　　在本工程中采用的沥青混合料为AC-16Ⅰ型沥青混凝土，沥青为秦皇岛中油石化生产的鹿牌重交通道路石油沥青AH-70，石料为三河当地产石灰岩石料。为确定最佳纤维用量与最佳沥青用

5、量，即找出最佳成本效益比方案，在试验室在采用相同沥青，相同集料与相同级配的情况下，对纤维用量0.2%，0.3%，0.4%的沥青混凝土分别进行了标准马歇尔试验，试验结果见表2。从表2中可以看出掺加不同用量的德兰纤维后，对沥青混凝土的影响主要表现在稳定度大小上，稳定度也是衡量沥青混凝土性能的重要指标。　　由表2可以分析得出：　　(1)在一定的相同沥青用量的情况下，随着纤维用量的增加马歇尔稳定度也会逐步增加。在沥青用量4.6%时，0.4%纤维用量的混凝土稳定度明显小于其它两组，是因为此时的沥青用量偏小造成的。　　(2)随着纤维用量的增加，沥青混合料的最

6、佳沥青用量也要相应增大。　　(3)纤维用量达到0.4%后，沥青混合料的稳定度增加比其它两组并不十分明显，而此时的最佳沥青用量明显要比其它两组增大很多。　　通过以上比较分析可以认为，纤维用量在0.2%-0.3%比较合理，此时成本效益比最高。由此确定，在本工程中实际纤维用量采用0.3%的纤维用量为实际施工用量。　　4试验路段沥青混合料实际性能检测　　在工程建设中，为增加德兰纤维沥青混凝土与普通沥青混凝土的比较性，将试验路段设置在了正常施工段落的中间，长度为一公里。此试验路段及前后各600米普通沥青混凝土路段，由同一拌与设备与施工设备在同一天施工完成。

7、在施工中分别对试验路段及普通沥青混凝土段进行了抽样检测，试验采用了三组沥青混凝土试件，即试验段前、试验段、试验段后沥青混凝土各一组。　　4.1常规试验对比　　4.1.1矿料级配对比　　表3中列出了试验段前、试验段、及试验段后的沥青混凝土矿料筛分结果。从试验结果中可以看出，沥青混合料在试验段前后及试验段中这段时间的级配变化很小，说明在此期间沥青混合料拌与均匀稳定，原材料没有变化，设备运转正常。可以肯定掺加德兰纤维的沥青混凝土与此前及此后的普通沥青混凝土具有相同的级配，因此对其进行的以后相关试验具有可比性。　　4.1.2马歇尔试验结果　　注：A组为掺

8、加纤维前拌与的沥青混凝土试件；B组为加0.3%纤维沥青混凝土试件；C组为掺加纤维后拌与的沥青混凝土试件。　　从表4三组试件的试验结果可以